특정 물질을 극저온 상태로까지 냉각시키면, 전기 저항이 없어져 높은 도전성을 갖춘 "초전도"라고 불리는 상태가 되는 것으로 알려져 있는데, 초전도는 자기부상열차와 MRI 등에 응용되고 있고, 사실 물질이 도전성을 획득하는 메커니즘을 설명할 수 있는 단순한 이론은 발견되지 않았다.
미시간대 연구팀은, 새롭게 슈퍼컴퓨터를 이용해 "기존 이론으로 초전도를 설명할 수 있는 것은 기존 물질의 50%"라는 결과를 도출했다.
초전도라는 물리현상은 1900년대 초에 발견된 것으로, 그 후 1950년경에 "역방향 스핀을 가진 전자끼리 인력(쿠퍼 쌍)이 생기면서, 전류가 자유롭게 왕래할 수 있게 된다"는 초전도 메커니즘을 설명하는 이론이 제창되었다. 그러나, 이 이론이 들어맞지 않는 비교적 고온에서 초전도성을 획득하는 물질이 여러 개 발견되어 모든 물질에서의 초전도를 설명할 수 있는 이론은 아직 확립되어 있지 않다.
미시간대 연구팀에 따르면, 초전도 메커니즘을 설명하려면 전자와 스핀의 상호작용을 알아야 하고, 연구팀은 실제로 상호작용을 구하기 위한 모델을 도출하고 슈퍼컴퓨터를 이용해 전자와 스핀의 상호작용을 조사했다.
슈퍼컴퓨터를 이용한 조사 결과, 기존에 알려진 물질의 약 50%에는 "역방향 스핀을 가진 전자에 의해 도전성을 획득한다"는 기존 이론이 들어맞았다는 것. 한편, 나머지 이론으로는 설명할 수 없고, "전하의 흔들림"이 영향을 주고 있을 가능성이 나타났다.
연구팀은, ""초전도 메커니즘을 설명하는 하나의 단순한 이론"이 존재할 이유는 없습니다. 놀랍게도 기존의 이론은 상당한 물질에 해당되지만, 전부는 아닙니다"라고 말하고, 또한 연구팀은 이번 연구 결과가 초전도 메커니즘 해명에 도움이 될 것으로 기대하고 있다고 밝혔다.
